Spannfutter zum Spannen hohlzylindrischer, dünnwandiger Drehteile Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen hohlzylindrischer, dünnwandiger Drehteile.
Zur Aufnahme hohlzylindrischer dünnwandiger Werkstücke zur Drehbearbeitung in Längs- und/oder Querrichtung, finden üblicherweise sich nach aussen öff nende Spanndorne und solche Spannfutter Verwendung, deren Spannbacken zur Werkstückspannung sich radial nach aussen bewegen. Mit Hilfe dieser bekannten Spann mittel lassen sich somit solche Werkstücke von innen spannen.
Zur Aufnahme extrem dünnwandiger Teile sind diese Spannmittel jedoch nicht geeignet, da der be treffende Werkstückumfangsteil, um die zur Zerspan- nung notwendige Haftung zwischen den Spanngliedern und dem Werkstück zu erreichen, überdehnt und damit bleibend verformt wird. Es ist nicht zu vermeiden, dass der eingespannte Werkstückteil durch die aasgespreizten bzw. radial nach aussen bewegten Spannglieder defor miert und in ,ein entsprechendes Vieleck verformt wird.
Handelt es sich hingegen um dünnwandige Werkstücke, deren Mantel sich an seinem eingespannten Teil auf grund einer ausreichenden Wandstärke nicht über die Elastizitätsgrenze überdehnen lässt, so ist nach dem Ent spannen wohl ein Zusammenziehen des bearbeitenden Werkstückmantels in die Ausgangsform die Folge, dies führt aber trotzdem dazu, dass kein genauer bzw. in den zulässigen Toleranzen liegender Aussendurchmesser er hältlich ist.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung ver mieden. Sie betrifft eine Spannvorrichtung zum Spannen hohlzylindrischer dünnwandiger Drehteile, mit einem an der Arbeitsspindel einer Drehmaschine angeordneten Aufnahmekörper, in dem mindestens zwei zu seiner Längsachse radial nach aussen verschiebbare Spannglie der vorgesehen sind, die sich beim Spannen an die In nenfläche des Werkstückmantels anlegen und die ihrer seits an der Umfangsfläche eines konischen Spannkopfes eines axial verschiebbaren Betätigungsorgans anliegen.
Die Vorrichtung zeichnet sich erfindungsgemäss da durch aus, dass den Spanngliedern in Spannrichtung ge sehen eine Anschlagfläche zugeordnet ist und der Ab- stand der Anschlagfläche von der Längsachse des Auf nahmekörpers gleich oder geringfügig grösser als der äussere Halbmesser der aufzunehmenden Werkstücke ist. Bei dieser Konstruktion wird somit der Mantel des auf zunehmenden Werkstückes zwischen Spannelementen festgespannt bzw. festgeklemmt, und es lässt sich dadurch die beim Spannen erfolgende Materialdehnung so festle gen, dass keine bleibende Materialverformung zustande kommen bzw. eine Veränderung des Mantelaussendurch messers, die nicht in Kauf genommen werden kann, nicht erfolgen kann.
Eine vorteilhafte Konstruktion ist hierbei erhältlich, wenn die jedem Spannglied zugeordneten Anschlägeflä chen durch ein am Aufnahmekörper angeordnetes Ring stück gebildet sind. Die Innenumfangsfläche dieses Ring stückes bildet somit die erfindungsgemäss sämtlichen Spanngliedern zugeordnete Anschlagfläche. Es empfiehlt sich, dieses Ringstück am Aufnahmekörper auswechsel bar anzuordnen, damit es möglich ist, die Spannvorrich tung leicht für Werkstücke anderen Aussendurchmessers umzurüsten. Hierzu ist es ausserdem günstig, wenn die Spannglieder auswechselbare Spannbacken aufweisen.
Die einzelnen Spannglieder können auf verschiedene Weise im Aufnahmekörper radial verstellbar angeordnet sein. Eine besonders einfache und vorteilhafte Kon struktion ergibt sich, wenn der Aufnahmekörper zur ra dialverstellbaren Anordnung der Spannglieder über eine, koaxial zu seiner Längsachse angeordnete, vom Betäti gungsorgan durchdrungene Ausnehmung aufweisende Führungswand verfügt, deren Ausnehmung die Spann glieder mit einem Führungskörper durchgreifen, der mit einer seitlichen Führungsnut auf der Führungswand ra dial verschiebbar geführt ist. Günstig ist es hierbei, die Konstruktion so zu treffen,
dass die Spannelemente zwangläufig in ihre Freigabestellung zurückbewegt wer den, sobald das Betätigungsorgan in seine Lösestellung gesteuert wird. Eine solche zwangläufige Rückstellung lässt sich auf einfache Weise dadurch schaffen, dass um die Führungskörper sämtlicher Spannglieder, vorzugs weise vor und hinter der Führungswand des Aufnahme- körpers, vorzugsweise durch Schraubenfedern gebildete elastische Ringglieder, herumgelegt sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfin dungsgemässen Spannvorrichtung wird vorgeschlagen, am Umfang der in der Führungswand vorgesehenen Ausnehmung je Spanngliedführungskörper einen sich in radialer Richtung erstreckenden Schlitz vorzusehen, in den jeweils ein im Führungskörper der Spannglieder an geordneter, deren Führungsnut durchgreifender Stift eingreift. Durch diese Massnahme ist sichergestellt, dass sich die Spanngliedführungskörper relativ zur Führungs wand nur in radialer Richtung verstellen können. Die vorgesehenen Stifte bilden dementsprechend Mitnahme organe.
Die zur Führung der Spannglieder vorgesehene Führungswand des Aufnahmekörpers kann im Innern desselben angeformt und beispielsweise durch einen In nenringbund gebildet sein. Eine wesentlich vorteilhaftere Konstruktion ist jedoch erhältlich, wenn die Führungs- wand durch eine im Aufnahmekörper auswechselbar an geordnet, vorzugsweise aus zwei Hälften bestehende Ringscheibe gebildet ist, die vorzugsweise mit Hilfe des Ringstückes im Aufnahmekörper festklemmbar ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung der Spannglieder im Aufnahmekörper ermöglicht es, diese in ihrer Ge samtheit exzentrisch zu dem dieselben umgreifenden Ringstück zu orientieren. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, auch solche Werkstücke einwandfrei spannen zu können, deren Bohrung zum Werkstückaussenumfang exzentrisch ist.
Um hierbei sicherzustellen, dass der die Spannglieder betätigende Spannkopf des Betätigungsor gans ebenfalls geringfügig verlagert werden kann, ist der selbe vorzugsweise über einen Schaft mit einer Betäti gungsstange gekoppelt, der quer zu seiner Längsrichtung abbiegbar ist.
In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungs- beispiel einer erfindungsgemässen Spannvorrichtung dar gestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Spannvorrich tung, Fig. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1.
Mit 10 ist als Ganzes ein Aufnahmekörper der erfin dungsgemässen Spannvorrichtung bezeichnet. Im vorlie genden Ausführungsbeispiel bildet dieser Aufnahmekör per das Spindelkopfstück -einer Arbeitsspindel 12 einer automatischen Drehmaschine. Der Aufnahmekörper weist einen Schaft 14 mit einem an seinem freien Ende erweiterten Umfangsteil 16 auf. An der Stirnfläche 18 dieses erweiterten Umfangsteils ist ein Ringstück 20 mit tels Schrauben 22 befestigt.
Dieses Ringstück greift mit einem Bund 24 in den erweiterten Umfangsteil 16 ein. Dem Ringstück ist eine Vielzahl von Spanngliedern 26 zugeordnet, die radial nach aussen, d. h. der Anschlag fläche 28 des Ringstückes zu, beweglich sind. Diese Spannglieder sind auf einer inneren Führungswand 30 des Aufnahmekörpers radialbeweglich angeordnet.
Zu diesem Zweck verfügen sie über einen Führungskörper 32, der eine seitliche Führungsnut 34 aufweist. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, weist die vorzugsweise durch eine aus zwei Teilstücken 36 und 38 gebildete Führungswand 30 koaxial zum Aufnahmekörper eine Bohrung 40 auf, welche die Führungskörper 32 durchgreifen. Mit ihrem genuteten Teil übergreifen die Führungskörper die Füh- rungswand, die dementsprechend in die Nut 34 eingreift. Die Führungskörper sind demgemäss radialbeweglich ge führt.
Je Führungskörper weist die Führungswand einen sich von ihrer Bohrung 40 radial nach aussen erstrecken den Schlitz 42 auf. In diesem Schlitz ist ein in dem jewei- ligen Führungskörper der einzelnen Spannglieder vorge sehener Stift 44 angeordnet. Es ist damit sichergestellt, dass sich die Spannglieder in der Ausnehmung 40 der Führungswand nur in radialer Richtung bewegen kön nen. Die beiden die Führungswand 30 bildenden Schei benhälften 36, 38 sind mit Hilfe des Ringstückes 20 im Aufnahmekörper gehalten.
Die Führungskörper 32 der Spannglieder sind mit jeweils einer Spannbacke 46 aus gestattet, die auswechselbar befestigt ist.
Zur Radialverstellungder Spannglieder dient ein die Ausnehmung 40 der Führungswand 30 durchgreifendes Betätigungsorgan, das einen konischen Spannkopf 48 aufweist. Am Umfang dieses Spannkopfes liegen die Führungskörper 32 der Spannglieder an. Über einen Schaft 50 ist der Spannkopf mit einem in der Arbeits spindel verschiebbar angeordneten Druckrohr 52 gekop pelt.
Das Schaftende ist hierbei als Gewindehülse 54 aus gebildet und lässt sich in einer auf das Druckrohr auf geschraubten Mutter 56 in einer gewünschten re lativen Lage zum Druckrohr halten. Mit Hilfe einer Kontermutter 58 ist die Gewindehülse 54 im Teil 56 gesichert. Wird das Druckrohr 52 zurück gezogen, so werden aufgrund der Konizität des Spann kopfes 48 die Spannglieder radial nach aussen gedrückt.
Um eine zwangläufige Rückführung der Spannglieder in ihre Ausgangsstellung sicherzustellen, sind um deren Führungskörper vor und hinter der Trennwand 30 ela stische Ringglieder 60 bzw. 62 herumgeführt, die vor zugsweise durch Schraubenfedern gebildet und in ent sprechenden Nuten der Führungskörper angeordnet sind. Diese elastischen Ringglieder versuchen die Spannglie der ständig in ihre Freistellung zu bewegen.
Die erfindungsgemässe Anordnung des mit 20 be zeichneten Ringstückes gewährleistet, dass das im vorlie genden Ausführungsbeispiel mit 64 bezeichnete, aufzu nehmende Werkstück sowohl von innen als auch von aussen festgespannt wird, indem die Spannbacken 46 der Spannglieder 26 dasselbe an der Anschlagfläche 28 des Ringstückes anpressen. Bei einem entsprechend eng tole rierten Durchmessermass der die Anschlagflächen 28 bil denden Bohrung ist dabei sichergestellt, dass die Spann backen 46 das Werkstück nicht in solchem Umfange deh nen können, dass eine bleibende Materialverformung zu stande kommt.
Eine solche Materialverformung lässt sich mit Sicherheit vermeiden, wenn der Innendurchmesser der die Anschlagflächen 28 bildenden Bohrung des Ring- stückes 20 beispielsweise 0,01 bis 0,02 mm grösser als der Aussenspanndurchmesser des zu bearbeitenden Werkstückes ist. Zwar wird beim Spannen desselben der Werkstückmantel ebenfalls gedehnt, doch erfolgt dies dann in einem solchen geringen Ausmass, dass in Form und Mass keine Veränderungen eintreten können, die die Grenzen der zulässigen Toleranzen überschreiten.